【CP2K学习】-在Ubuntu上安装CP2K的全过程(包括gcc,gfortran,MKL等配置)

CP2K是第一性原理计算程序中发展迅速的程序之一，因其开源性、速度性等优点，是广大计算化学研究者的选择。

本文档用于记录安装CP2K的全过程，主要参考来源为卢天老师的博文[CP2K第一性原理程序在CentOS中的简易安装方法]，本文在此博文的指导下，将某些安装过程细化。

注：本系统中的Ubuntu版本为20.04.1，本次安装CP2K的版本为2023.2

CP2K的安装

检查系统是否安装gcc,gfortran

在安装CP2K前，需要检查系统中是否安装了gcc，gfortran，以及其版本是否高于5.5版：

gcc -v
gfortran -v

如果没有安装，则需要使用root权限安装：

sudo apt install gcc
sudo apt install gfortran

MKL数学库的安装

1. 首先进入MKL的官网
   
2. 选择linux系统-Offline Installer（离线安装）-2023.2.0（版本号）
   
   在这个页面的下方可以看到下载的链接以及安装指导
   
   这里提示可以通过以下这两行代码在linux系统上分别下载、安装
   

wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/IRC_NAS/992857b9-624c-45de-9701-f6445d845359/l_BaseKit_p_2023.2.0.49397_offline.sh
#注意需要进入安装包所在目录，在运行以下命令，如果没有权限，也可以用bash运行
sudo sh ./l_BaseKit_p_2023.2.0.49397_offline.sh

注意：此处的安装会使系统页面变成需要自己在系统上选择下一步的样子，注意别选错了。
3. 获取MKL安装所在目录，如：/home/phd-chen.yirong5/intel/oneapi
4. 回到主目录(cd ~)，添加以下命令到.bashrc文件中(vi .bashrc)：

source /home/phd-chen.yirong5/intel/oneapi/mkl/2023.2.0/env/vars.sh

注：此处要根据自己机子的实际目录进行修改
5. 保存并退出(按Esc停止输入，按shift+:，输入wq)，执行：source .bashrc，检查是否安装成功：which mkl_link_tool
6. 结果输出为：/home/phd-chen.yirong5/intel/oneapi/mkl/2023.2.0/bin/intel64/mkl_link_tool，因此MKL安装成功。

CP2K安装包下载

1. 进入CP2K官网，点击“download”.
   
2. 找到github指示入口，下载安装包(以tar.bz2为结尾的包)
   
   
3. 在linux系统中解压安装包：tar -xf cp2k-2023.2.tar.bz2，解压安装包后的目录为：/home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302，这里每个人的安装目录有所差异，因此要学会改成自己系统的实际目录，这一点适用于本文全部涉及路径的地方。
4. 进入toolchain所在目录(如，/home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/tools/toolchain/)，并执行下载库的命令(参考来源及解析https://github.com/cp2k/cp2k/blob/master/tools/toolchain/README.md)：

cd /home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/tools/toolchain/
./install_cp2k_toolchain.sh --with-sirius=no --with-openmpi=system --with-plumed=install -j 48

注意：此处48为机子的核数，其他参数的设置需要参考卢天老师博文的解释以及原网站的说明。

CP2K的编译

1. 以上命令顺利运行后，将/home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/tools/toolchain/install/arch下的所有文件复制到/home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/arch
2. 接着依次运行以下命令：

source /home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/tools/toolchain/install/setup
cd /home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302
make -j 48 ARCH=local VERSION="ssmp sdbg psmp pdbg"

3. 编译成功。
   
4. 回到主目录(cd ~)，将以下内容添加到.bashrc文件中(vi .bashrc)

source /home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/tools/toolchain/install/setup
export PATH=$PATH:/home/phd-chen.yirong5/software/cp2k202302/exe/local

5. 添加这两行内容到.bashrc文件后，保存并退出(按Esc停止输入，按shift+:，输入wq)，执行：source .bashrc
6. 检查是否安装成功：cp2k.ssmp -v
   

CP2K的测试

使用卢天老师提供的测试文件：http://sobereva.com/attach/586/test.inp
分别测试CP2K的ssmp，popt版本。

ssmp版本测试

进入测试文件所在目录，执行：cp2k.ssmp test.inp |tee test.out
软件正常运行，输出：

popt版本测试

进入测试文件所在目录，执行：mpirun -np 12 cp2k.popt test.inp |tee test.out
软件正常运行，输出：

以上便是本次安装CP2K的记录，使用一个晚上专心安装即可安装成功。